用于汽车焊装工艺夹具的三维模型生成方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明提出一种用于汽车焊装工艺夹具的三维模型生成方法，包括以下步骤：提供工件的三维模型；根据工件的三维模型提取工件的数据信息，其中，数据信息包括夹头定位点信息、夹头定位方向信息和夹头类型信息；根据数据信息确定工件所使用夹具的夹头类型、夹头定位方向以及夹头定位位置；根据工件所使用的夹头类型、夹头定位方向以及夹头定位位置生成夹具的三维模型。根据本发明实施例的方法可简单快速地生成精度高的夹具的三维模型（夹具的三维仕样书）。进而在进行夹具设计时，节省工作时间，方便设计，提高工作效率。本发明还提出了一种用于汽车焊装工艺夹具的三维模型生成系统。
【专利说明】用于汽车焊装工艺夹具的三维模型生成方法及系统【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车【技术领域】，特别涉及一种用于汽车焊装工艺夹具的三维模型生成方法及系统。
【背景技术】
[0002]目前，数字化仿真技术在国内外汽车企业应用已非常广泛，使用仿真技术大大缩短了从新产品设计、制造到投放市场的时间。同时，在虚拟环境中提前装配仿真、验证产能，减少了工程更改量，提高了产品质量。为了能够使工艺规划、装配分析和生产能力测试有一个科学转化和验证的渠道，避免因工艺设计不合理造成的问题流入到生产过程中，通过DELMIA数字化仿真软件，在工艺规划初始阶段，在虚拟环境中验证工艺规划合理性、装配可达性等，令工艺设计问题在生产前就得以解决，缩短生产准备周期，实现虚拟仿真与现实生产的无缝连接。
[0003]在汽车焊装工艺，通常应用一些夹具，首先需要设计夹具，目前，是根据夹具仕样书进行设计，然后目前夹具仕样书的生成是大量使用三维软件进行二维到三维转换。在设计夹具时，得到的信息只有一些夹具定位点信息，根据这些夹具定位点信息来确定夹具单元的断面位置判断设计空间，截出断面线后，根据夹具仕样书要求对夹具进行设计。但是夹具是三维的，针对不同的夹持部位，夹具夹头的形状、位置、夹紧方向都不同，因此还需要确定夹紧方向、夹头形状等信息才能确定它。目前的做法是在二维AUTOCAD中设计夹具形状，标出夹紧方向，但是二维图显示非常不直观，夹在得到二维图之后，需先看懂二维图中的信息，然后还要再构思这些夹具的形状和夹紧方向，最后在CATIA或DELMIA中画出来，导致使夹具设计时间长，工作效率低。
[0004]由上可知，目前的夹具设计存在以下缺点:
[0005]1、设计夹具时，针对不同的夹持部位，夹头的夹具的形状、位置、夹紧方向都不同，且只能凭借工作经验和想象，过程中需要的时间长，工作效率低。
[0006]2、由于定位加紧的设定要考虑上件、方便性，夹具设计时需反复修改完善，夹具设计过程中变更工作量大。
[0007]3、使用二维夹具仕样书设计夹具，方案的构思、定位加紧点的分配很难得到最优化的结果，导致车身精度变化率高，车身精度稳定性差。
[0008]4、夹具设计合理性差，调试周期长。
【发明内容】
[0009]本发明旨在至少解决上述技术问题之一。
[0010]为此，本发明的一个目的在于提出一种用于汽车焊装工艺夹具的三维模型生成方法。该方法可简单快速地生成精度高的夹具的三维模型(夹具的三维仕样书)。进而在进行夹具设计时，节省工作时间，方便设计，提高工作效率。
[0011]本发明的另一目的在于提出一种用于汽车焊装工艺夹具的三维模型生成系统。[0012]为了实现上述目的，本发明第一方面的实施例提供了一种用于汽车焊装工艺夹具的三维模型生成方法，包括以下步骤:提供工件的三维模型；根据所述工件的三维模型提取所述工件的数据信息，其中，所述数据信息包括夹头定位点信息、夹头定位方向信息和夹头类型信息；根据所述数据信息确定所述工件所使用夹具的夹头类型、夹头定位方向以及夹头定位位置；以及根据所述工件所使用的所述夹头类型、夹头定位方向以及夹头定位位置生成所述夹具的三维模型。
[0013]根据本发明实施例的用于汽车焊装工艺夹具的三维模型生成方法，可根据工件的三维模型信息自动确定工件所使用夹具的夹头类型、夹头定位方向以及夹头定位位置，进而简单快速地生成夹具的三维模型(夹具的三维仕样书)。该方法可有效提高工作效率，降低工作失误率，快速生成准确的夹具的三维仕样书，从而在进行夹具设计时，节省工作时间，方便设计，提高工作效率。
[0014]另外，根据本发明上述实施例的用于汽车焊装工艺夹具的三维模型生成方法还可以具有如下附加的技术特征:
[0015]在一些示例中，在生成所述夹具的三维模型之后，还包括:根据预设需求对所述夹具的三维模型进行调整以更改所述夹头的定位位置和/或夹头的定位方向。
[0016]在一些示例中，在生成所述夹具的三维模型之后，还包括:根据所述夹具的三维模型设计夹具。
[0017]在一些示例中，在生成所述夹具的三维模型之后，还包括:导出所述夹具的定位截面图以对所述夹具的定位方式进行描述。
[0018]在一些示例中，所述夹头类型包括定位销和定位块，所述夹头定位方向指所述夹头在三维空间中的夹紧方向。
[0019]本发明第二方面的实施例提供了一种用于汽车焊装工艺夹具的三维模型生成系统，包括:数据提取模块，用于根据工件的三维模型提取所述工件的数据信息，其中，所述数据信息包括夹头定位点信息、夹头定位方向信息和夹头类型信息；判断模块，用于根据所述数据信息确定所述工件所使用夹具的夹头类型、夹头定位方向以及夹头定位位置；以及三维模型生成模块，用于根据所述工件所使用的所述夹头类型、夹头定位方向以及夹头定位位置生成所述夹具的三维模型。
[0020]根据本发明实施例的用于汽车焊装工艺夹具的三维模型生成系统，可根据工件的三维模型信息自动确定工件所使用夹具的夹头类型、夹头定位方向以及夹头定位位置，进而简单快速地生成夹具的三维模型(夹具的三维仕样书)。该系统可有效提高工作效率，降低工作失误率，快速生成准确的夹具的三维仕样书，从而在进行夹具设计时，节省工作时间，方便设计，提高工作效率。
[0021]另外，根据本发明上述实施例的用于汽车焊装工艺夹具的三维模型生成系统还可以具有如下附加的技术特征:
[0022]在一些示例中，还包括:调整模块，用于在生成所述夹具的三维模型之后根据预设需求对所述夹具的三维模型进行调整以更改所述夹头的定位位置和/或夹头的定位方向。
[0023]在一些示例中，还包括:导出模块，用于在生成所述夹具的三维模型之后导出所述夹具的定位截面图以便对所述夹具的定位方式进行描述。
[0024]在一些示例中，所述夹头类型包括定位销和定位块，所述夹头定位方向指所述夹头在三维空间中的夹紧方向。
[0025]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0027]图1是根据本发明一个实施例的用于汽车焊装工艺夹具的三维模型生成方法的流程图；
[0028]图2是根据本发明一个实施例的用于汽车焊装工艺夹具的三维模型生成方法的详细流程图；
[0029]图3是根据本发明一个实施例的用于汽车焊装工艺夹具的三维模型生成方法中工件的数据信息的示意图；
[0030]图4a_图4g分别是根据本发明一个实施例的用于汽车焊装工艺夹具的三维模型生成方法的夹头类型为定位销的定位销的等轴测试图、仰视图、右视图、正视图、左视图、背视图和俯视图；
[0031]图4h_图4ο分别是根据本发明一个实施例的用于汽车焊装工艺夹具的三维模型生成方法的夹头类型为定位块的定位块的等轴测试图、等轴测试图、仰视图、右视图、正视图、左视图、背视图和俯视图；
[0032]图5是根据本发明一个实施例的用于汽车焊装工艺夹具的三维模型生成系统的结构图。
【具体实施方式】
[0033]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0034]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0035]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0036]以下结合附图描述根据本发明实施例的用于汽车焊装工艺夹具的三维模型生成方法及系统。[0037]图1是根据本发明一个实施例的用于汽车焊装工艺夹具的三维模型生成方法的流程图、如图1所示，根据本发明一个实施例的用于汽车焊装工艺夹具的三维模型生成方法，包括如下步骤:
[0038]步骤SlOl:提供工件的三维模型。即工件(产品)的三维数学模型。可通过目前的多种三维模型生成软件生成上述的工件的三维模型。
[0039]步骤S102:根据工件的三维模型提取工件的数据信息(即三维数学模型信息)，其中，数据信息包括夹头定位点信息、夹头定位方向信息和夹头类型信息。
[0040]如图3所示，示出了根据某一工件的三维模型提取到的数据信息，其中，包括产品数模名称(又称文件名)，如=RPS点。在RPS点的下一级目录下存在更为细化的名称，如:RPS3Fx、RPS4Fx等。再如:RPS3Fx中的F代表一种夹头类型信息、x代表一种夹头定位方向信息。
[0041]步骤S103:根据数据信息确定工件所使用夹具的夹头类型、夹头定位方向以及夹头定位位置。
[0042]在本发明的一个实施例中，夹头定位方向指所述夹头在三维空间中的夹紧方向。另外，夹头类型包括定位销和定位块，如图4a至图4o所示，其中，图4a至图4g示出的为定位销，其中，图4a_图4g分别是定位销的等轴测试图、仰视图、右视图、正视图、左视图、背视图和俯视图。图4h至图4o示出了定位块，其中，图4h-图4o分别是定位块的等轴测试图、等轴测试图、仰视图、右视图、正视图、左视图、背视图和俯视图。
[0043]结合图3所示，针对工件(产品)不同的夹持部位，可自动通过产品数模名称判断应用于该夹持部位的夹具的夹头形状(即夹头类型)、夹头的夹紧方向(即夹头定位方向)以及夹头在断面中的定位点(即夹头定位位置)。
[0044]具体而言，提取工件的数据信息之后，可通过文件名的组成自动确定。例如:名称中带有H的代表定位销，带有F的代表定位块。通过名称最后面的x、y、z判断夹紧方向，例如:最后面的一位为X，则表示控制X方向定位精度；最后面的一位为Y,则表示控制y方向定位精度；最后面的一位为z,则表示控制z方向定位精度；如名称最后面的一位为xy，表示控制xy方向定位精度；如数模名称最后面的一位为xyz,则表示控制xyz三个方向的定位精度，从而可根据xyz选择不同的定位方式(及夹头的夹紧方向)。
[0045]步骤S104:根据工件所使用的夹头类型、夹头定位方向以及夹头定位位置生成夹具的三维模型。
[0046]具体地，根据工件的三维数学模型提取定位点坐标(即夹头定位点信息)之后，将夹头的设计点定位到上述的定位点。从而自动将各个夹具的定位销、定位块定位到定位点。在夹头形状确定、夹紧方向确定后，可生成夹具的三维模型。
[0047]当然，在本发明的进一步实施例中，为了使夹具的夹紧方向、定位位置更加精确，可经过简单调整后生成夹具的三维模型。例如:根据预设需求对夹具的三维模型进行调整以更改夹头的定位位置和/或夹头的定位方向。进一步而言，在生成夹具的三维模型之后，还包括:根据夹具的三维模型设计夹具。
[0048]在本发明的一个实施例中，在生成夹具的三维模型之后，还包括:导出夹具的定位截面图以对夹具的定位方式进行描述。
[0049]综上，本发明实施例的用于汽车焊装工艺夹具的三维模型生成方法的生成夹具的三维模型的详细流程如图2所示，包括如下步骤:
[0050]步骤S201:判断夹头(判断夹头类型)，例如:名称中包括H，判断为定位销，名称中包括F,判断为定位块。
[0051]步骤S202:判断夹紧方向(即夹头的定位方向)，例如:名称中含X，表示控制X方向精度，名称中含y，表示控制I方向精度，名称中含z，表示控制z方向精度等。
[0052]步骤S203:夹头设计点与夹具定位点重合。
[0053]步骤S204:夹具三维仕样书生成，即夹具的三维模型。
[0054]步骤S205:根据需要(预设需求)手动更改定位。并在需要导出夹具的定位截面图时执行步骤S206，否则执行步骤S207。
[0055]步骤S206:批量导出截面图进行特殊描述。
[0056]步骤S207:设计夹具。
[0057]根据本发明实施例的用于汽车焊装工艺夹具的三维模型生成方法，可根据工件的三维模型自动确定工件所使用夹具的夹头类型、夹头定位方向以及夹头定位位置，进而简单快速地生成夹具的三维模型(夹具的三维仕样书)。并在夹具的三维模型生成后可对定位块和定位销的尺寸和方向等进行微调整，并且可手动增加或减少定位，从而提高夹具的三维仕样书的准确性。另外，可批量导出定位截面图，进而更加方便形象直观地对特殊部位进行重点描述其定位方式。本发明实施例的方法可有效提高工作效率，降低工作失误率，快速生成准确的夹具的三维仕样书，从而在进行夹具设计时，节省工作时间，方便设计，提高工作效率。
[0058]本发明的进一步实施例还提供了一种用于汽车焊装工艺夹具的三维模型生成系统。如图5所示，根据本发明一个实施例的用于汽车焊装工艺夹具的三维模型生成系统500，包括:数据提取模块510、判断模块520和三维模型生成模块530。
[0059]其中，数据提取模块510用于根据工件的三维模型提取工件的数据信息，其中，数据信息包括夹头定位点信息、夹头定位方向信息和夹头类型信息。判断模块520用于根据数据信息确定工件所使用夹具的夹头类型、夹头定位方向以及夹头定位位置。三维模型生成模块530用于根据工件所使用的夹头类型、夹头定位方向以及夹头定位位置生成夹具的三维模型。
[0060]具体地说，工件的三维模型指工件(产品)的三维数学模型。可通过目前的多种三维模型生成软件生成上述的工件的三维模型。
[0061]如图3所示，示出了根据某一工件的三维模型提取到的数据信息，其中，包括产品数模名称(又称文件名)，如=RPS点。在RPS点的下一级目录下存在更为细化的名称，如:RPS3Fx、RPS4Fx等。再如:RPS3Fx中的F代表一种夹头类型信息、x代表一种夹头定位方向信息。
[0062]在本发明的一个实施例中，夹头定位方向指所述夹头在三维空间中的夹紧方向。另外，夹头类型包括定位销和定位块，如图4a至图4o所示，其中，图4a至图4g示出的为定位销，其中，图4a_图4g分别是定位销的等轴测试图、仰视图、右视图、正视图、左视图、背视图和俯视图。图4h至图4o示出了定位块，其中，图4h-图4o分别是定位块的等轴测试图、等轴测试图、仰视图、右视图、正视图、左视图、背视图和俯视图。
[0063]结合图3所示，针对工件(产品)不同的夹持部位，可自动通过产品数模名称判断应用于该夹持部位的夹具的夹头形状(即夹头类型)、夹头的夹紧方向(即夹头定位方向)以及夹头在断面中的定位点(即夹头定位位置)。
[0064]提取工件的数据信息之后，可通过文件名的组成自动确定。例如:名称中带有H的代表定位销，带有F的代表定位块。通过名称最后面的x、y、z判断夹紧方向，例如:最后面的一位为X，则表示控制X方向定位精度；最后面的一位为y，则表示控制I方向定位精度；最后面的一位为z,则表示控制z方向定位精度；如名称最后面的一位为xy，表示控制xy方向定位精度；如数模名称最后面的一位为xyz,则表示控制xyz三个方向的定位精度,从而可根据xyz选择不同的定位方式(及夹头的夹紧方向)。
[0065]根据工件的三维数学模型提取定位点坐标(即夹头定位点信息)之后，将夹头的设计点定位到上述的定位点。从而自动将各个夹具的定位销、定位块定位到定位点。在夹头形状确定、夹紧方向确定后，可生成夹具的三维模型。
[0066]当然，在本发明的进一步实施例中，为了使夹具的夹紧方向、定位位置更加精确，可经过简单调整后生成夹具的三维模型。例如:结合图5所示，该系统500还包括:调整模块540，调整模块540用于在生成夹具的三维模型之后根据预设需求对夹具的三维模型进行调整以更改夹头的定位位置和/或夹头的定位方向。进一步而言，在生成夹具的三维模型之后，该系统500还可根据夹具的三维模型设计夹具。
[0067]再次结合图5，在本发明的一个实施例中，该系统500还可包括:导出模块550，导出模块550用于在生成夹具的三维模型之后导出夹具的定位截面图以便对夹具的定位方式进行描述。
[0068]由上可知，本发明实施例的用于汽车焊装工艺夹具的三维模型生成系统的生成夹具的三维模型的详细步骤如图2所示，包括:
[0069]步骤S201:判断夹头(判断夹头类型)，例如:名称中包括H，判断为定位销，名称中包括F,判断为定位块。
[0070]步骤S202:判断夹紧方向(即夹头的定位方向)，例如:名称中含X，表示控制X方向精度，名称中含y，表示控制I方向精度，名称中含z，表示控制z方向精度等。
[0071]步骤S203:夹头设计点与夹具定位点重合。
[0072]步骤S204:夹具三维仕样书生成，即夹具的三维模型。
[0073]步骤S205:根据需要(预设需求)手动更改定位。并在需要导出夹具的定位截面图时执行步骤S206，否则执行步骤S207。
[0074]步骤S206:批量导出截面图进行特殊描述。
[0075]步骤S207:设计夹具。
[0076]根据本发明实施例的用于汽车焊装工艺夹具的三维模型生成系统，可根据工件的三维模型自动确定工件所使用夹具的夹头类型、夹头定位方向以及夹头定位位置，进而简单快速地生成夹具的三维模型(夹具的三维仕样书)。并在夹具的三维模型生成后可对定位块和定位销的尺寸和方向等进行微调整，并且可手动增加或减少定位，从而提高夹具的三维仕样书的准确性。另外，可批量导出定位截面图，进而更加方便形象直观地对特殊部位进行重点描述其定位方式。本发明实施例的系统可有效提高工作效率，降低工作失误率，快速生成准确的夹具的三维仕样书，从而在进行夹具设计时，节省工作时间，方便设计，提高工作效率。[0077]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0078]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。
【权利要求】
1.一种用于汽车焊装工艺夹具的三维模型生成方法，其特征在于，包括以下步骤: 提供工件的三维模型； 根据所述工件的三维数模提取所述工件的数据信息，其中，所述数据信息包括夹头定位点信息、夹头定位方向信息和夹头类型信息； 根据所述数据信息确定所述工件所使用夹具的夹头类型、夹头定位方向以及夹头定位位置； 根据所述工件所使用的所述夹头类型、夹头定位方向以及夹头定位位置生成所述夹具的三维模型。
2.根据权利要求1所述的用于汽车焊装工艺夹具的三维模型生成方法，其特征在于，在生成所述夹具的三维模型之后，还包括: 根据预设需求对所述夹具的三维模型进行调整以更改所述夹头的定位位置和/或夹头的定位方向。
3.根据权利要求1或2所述的用于汽车焊装工艺夹具的三维模型生成方法，其特征在于，在生成所述夹具的三维模型之后，还包括:根据所述夹具的三维模型设计夹具。
4.根据权利要求1或2所述的用于汽车焊装工艺夹具的三维模型生成方法，其特征在于，在生成所述夹具的三维模型之后，还包括: 导出所述夹具的定位截面图以对所述夹具的定位方式进行描述。
5.根据权利要求1所述的用于汽车焊装工艺夹具的三维模型生成方法，其特征在于，所述夹头类型包括定位销和定位块，所述夹头定位方向指所述夹头在三维空间中的夹紧方向。
6.一种用于汽车焊装工艺夹具的三维模型生成系统，其特征在于，包括: 数据提取模块，用于根据工件的三维模型提取所述工件的数据信息，其中，所述数据信息包括夹头定位点信息、夹头定位方向信息和夹头类型信息； 判断模块，用于根据所述数据信息确定所述工件所使用夹具的夹头类型、夹头定位方向以及夹头定位位置； 三维模型生成模块，用于根据所述工件所使用的所述夹头类型、夹头定位方向以及夹头定位位置生成所述夹具的三维模型。
7.根据权利要求6所述的用于汽车焊装工艺夹具的三维模型生成系统，其特征在于，还包括:调整模块，用于在生成所述夹具的三维模型之后根据预设需求对所述夹具的三维模型进行调整以更改所述夹头的定位位置和/或夹头的定位方向。
8.根据权利要求6或7所述的用于汽车焊装工艺夹具的三维模型生成系统，其特征在于，还包括:导出模块，用于在生成所述夹具的三维模型之后导出所述夹具的定位截面图以便对所述夹具的定位方式进行描述。
9.根据权利要求6所述的用于汽车焊装工艺夹具的三维模型生成方法，其特征在于，所述夹头类型包括定位销和定位块，所述夹头定位方向指所述夹头在三维空间中的夹紧方向。
【文档编号】G06F17/50GK103455690SQ201310435658
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年9月22日 优先权日:2013年9月22日
【发明者】赵艳, 李寅, 焦胜杰, 金岩, 汪明星 申请人:长城汽车股份有限公司